(57)【要約】【課題】  マスクパターンの欠陥検査における欠陥検出感度の評価を行う。【解決手段】  基本パターンと、基本パターンの所定の位置に、レジストパターンにより形成されたパターン欠陥とを含むフォトマスクパターンを有する欠陥検査用マスクを用いて、欠陥検出感度検査を行う。また、この欠陥検査用マスクは、フォトマスク基板に、基本パターンを形成し、この基本パターン上に、レジストを塗布した後、レジストに、露光及び現像処理を施し、所定のパターン欠陥を形成することにより形成される。【選択図】      図１
2005121788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本パターンと、
前記基本パターンの所定の位置に、レジストパターンにより形成されたパターン欠陥と、を含むフォトマスクパターンを有することを特徴とする欠陥検査用マスク。
【請求項２】
フォトマスク基板に、基本パターンを形成する基本パターン形成工程と、
前記基本パターン上に、レジストを塗布するレジスト塗布工程と、
前記レジストに、露光及び現像処理を施し、所定の欠陥パターンを形成する欠陥パターン形成工程と、
を備えることを特徴とする欠陥検査用マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は欠陥検査用マスク及び欠陥検査用マスクの形成方法に関する。更に具体的には、フォトマスクのパターン欠陥の検査における欠陥検出感度を評価するために用いられる欠陥検査用マスク、及び、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体集積回路の製造において、半導体ウェーハに微細パターンを形成する場合、フォトリソグラフィ技術を用いて、マスク（あるいは、レチクル）に形成されたパターンを１/４程度に縮小して転写する方法が多用されている。
【０００３】
また、一般には、１つのマスクのパターンが、１枚のウェーハ上の複数領域、あるいは、複数のウェーハに転写される。従って、マスクパターン自体に存在する欠陥は、半導体製造の歩留まりを大きく低下させる原因となる。このため、マスクに形成されたパターンの欠陥を検出し、欠陥を有するマスクの使用を避けることは、半導体集積回路の製造においては、重要な課題である。更に、近年、半導体集積回路の微細化、高集積化の要求に伴い、マスクパターンの微細化も進んでいる。従って、マスクパターンの検査においては、より微細な欠陥をも検出できるよう、高精度、高感度な検査が望まれている。
【０００４】
ところで、一般に、マスクのパターン欠陥検査方法には、「Die to Die」と呼ばれる方法と、「Die to Database」と呼ばれる方法とがある。
「Die to Die」は、例えば、同一のパターン領域が、１枚のマスク上に繰り返し配列してある場合などに用いられる検査で、２以上のパターン領域のパターン同士を比較して、その違いを欠陥検出手段によって検出する技術である。
一方、「Die to Database」は、あるパターン領域のパターンを検出手段で検出し、その検出画像と、そのパターン領域の元の設計データとを比較して欠陥を検出する方法である。
【０００５】
また、パターン欠陥検査の際に用いられる欠陥検査装置の性能確認や性能管理等のため、最小欠陥検出サイズ等から欠陥検査装置の欠陥検出感度の確認が要求される場合がある。この場合、例えば、ドットパターンやホールパターン等のパターン欠陥、あるいは、半透明の（即ち、光透過率の低い）材料からなるパターン欠陥を、予め、基本パターンに作り込んだ欠陥検査用マスクを用いて欠陥検出を行い、その欠陥検出の結果から感度を判断する。具体的には、パターン欠陥を含んだ欠陥検査用マスクから、検出手段により取得した検査画像と、パターン欠陥を含まない基本パターンの設計データから生成した参照画像とを比較検査する。この検査により、欠陥として検出した部分の座標とその欠陥のサイズとを記録する。そして、この記録されたデータと、予めマスクに作り込んだパターン欠陥の設計データとを、順次比較して、実際にパターン欠陥を、検出できたか否かで、検出感度を判断する方法が取られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このような欠陥検出感度を評価するために用いられる欠陥検査用マスクを形成する場合、例えば、マスクの欠陥部分の検出サイズをある程度正確に評価するためには、欠陥検査用マスクのパターン欠陥は、欠陥検査装置の欠陥検出感度に相当する欠陥サイズよりも小さなサイズで形成する必要がある。また、それら欠陥サイズの計測には、パターン欠陥の欠陥検出サイズを正しく評価するために、例えば、欠陥検査装置よりも波長の短い光源をもつ光学顕微鏡や、あるいは、電子線走査顕微鏡（ＳＥＭ）等が用いられる。また、例えば、ゴミ等異物欠陥の欠陥検出サイズを評価するための欠陥検査用マスクは、予めサイズの判明している真球状ポリスチレンラテックスなどの粒子を散在して、パターン欠陥を追加する等の方法により形成される。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−９４００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ゴミ等異物欠陥の検出感度の検査においては、当然に、マスクに加えた異物の位置が予め把握されていなければならない。しかし、異物欠陥として、基本パターンにパターン欠陥を追加する際、真球状ポリスチレンラテックスなどの粒子の散布する方法をとるが、この方法では、所望の位置にこれらの粒子を散在させることは困難である。このため、欠陥として加えた異物の正確な位置の把握は難しく、正確な欠陥検出感度の検査が困難である。
【０００９】
また、そのマスクパターンに追加した異物欠陥（粒子）の位置及びサイズを正確に確認するため、一般には、検査装置よりも検出感度の高い方法、例えば、検査装置よりも波長の短い光学顕微鏡、あるいは、電子線走査顕微鏡（ＳＥＭ）などを用いて検査を行う必要がある。しかし、この検査には、ある程度の時間を要することとなるため、検査時間の増大に繋がってしまうことが考えられる。
【００１０】
また、欠陥検出感度を測定するためには、様々な大きさの異なる粒子に分けて散布する必要があり、そのためには、マスクパターンを形成する面を大きくする必要がある。しかし、マスクパターンを形成する面を大きくした場合、結果的に、検査時間が増大し、検査装置の性能確認や、性能管理のための時間が長くなるため問題である。
【００１１】
また、このような粒子を用いずに、集光イオンビーム装置を用いて異物欠陥を作成する方法が考えられるが、この方法の場合、１００nm未満、特に、５０nm以下のパターンの形成は困難であり、微細化するマスクの異物欠陥検出の要求には、対応することが難しい。
【００１２】
従って、この発明は、以上の問題を解決し、マスクパターンの欠陥検査装置の欠陥検出感度を、より正確に評価できるよう改良した欠陥検査用マスク及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明の欠陥検査用マスクは、基本パターンと、
前記基本パターンの所定の位置に、レジストパターンにより形成されたパターン欠陥と、を含むフォトマスクパターンを有するものである。
【００１４】
また、この発明の欠陥検査用マスクの製造方法は、フォトマスク基板に、基本パターンを形成する基本パターン形成工程と、
前記基本パターン上に、レジストを塗布するレジスト塗布工程と、
前記レジストに、露光及び現像処理を施し、所定の欠陥パターンを形成する欠陥パターン形成工程と、
を備えるものである
【発明の効果】
【００１５】
この発明においては、欠陥検査用マスクとして、基本のマスクパターンに、レジストを塗布して、このレジストを露光、現像することにより、所定の位置に、欠陥パターンを加えたものを用いる。従って、微細なパターン欠陥を、基本のマスクパターンに正確に加えることができ、その位置やサイズを正確に把握することができる。従って、パターン欠陥の検出感度を、より正確に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００１７】
実施の形態．
図１は、この発明の実施の形態における欠陥検査用マスクを説明するための断面模式図である。また、図２は、欠陥検査用マスクを説明するための上面図である。
図１に示すように、欠陥検査用マスク１００は、透明ガラス基板２にクロム遮光膜４が所定のパターンで形成され、透明ガラス基板２上は、クロム遮光膜４による遮光部分と、光透過部分６とに分けられている。以下、この実施の形態においては、この透明ガラス基板２上に形成されたクロム遮光膜４によるパターンを基本パターンと称することとする。
【００１８】
基本パターンが形成された透明ガラス基板２の所定の位置には、更に、レジストパターン８が形成されている。即ち、レジストパターン８は、透明ガラス基板２上、あるいは、クロム遮光膜４上に、パターン欠陥の設計データに基づいて、所定の位置、所定のサイズ、所定の高さで形成されている。ここで、レジストパターン８は、基本パターンに加えられたパターン欠陥として形成されている。
【００１９】
図３は、この発明の実施の形態における欠陥検査用マスク１００の製造方法を説明するためのフロー図である。また、図４、図５は、欠陥検査用マスク１００の各製造工程における状態を説明するための断面模式図である。
以下、図を用いて、この発明の実施の形態における欠陥検査用マスク１００の製造方法を説明する。
【００２０】
まず、図４に示すように、透明ガラス基板２上に形成されたクロム遮光膜４のパターニングを行う（ステップＳ２）。ここでは、基本パターンの設計データに基づいてパターニングをおこなう。次に、図５に示すように、透明ガラス基板２及びクロム遮光膜４の表面に露出する部分上に、電子線レジスト１０を塗布する（ステップＳ４）。ここでは、電子線レジスト１０として、ネガ型のものを用いる。また、電子線レジスト１０は、０．４μmの膜厚に、回転塗布により成膜する。
【００２１】
次に、電子線レジスト１０の描画を行う（ステップＳ６）。ここでは、パターン欠陥の設計データに基づいて、異物欠陥を付加する位置の電子線レジスト１０を、電子線描画装置を用いて描画する。電子線レジストの描画においては、描画サイズや、単位面積あたりの電子線量を変更して、所定のサイズの欠陥を形成するようにする。なお、この際、所望の位置の電子線レジストを正確に描画するため、予めマスクパターンとの重ね合わせができるよう、重ね合わせ描画用のマークをフォトマスクの所定の箇所に形成しておくとよい。
【００２２】
次に、ＰＥＢ（Post Exposure Bake）処理（ステップＳ８）後に、使用した電子線レジスト専用の現像液を用いて、現像処理を行う（ステップＳＳ１０）。続けて、一定時間、熱処理を加える（ステップＳ１２）。この熱処理は、付着力向上や、残留溶剤除去のための熱処理であり、熱処理温度は、使用する電子線レジストにもよるが、約１５０℃〜２００℃程度の範囲が妥当である。
このようにして、図１、図２に示すような、欠陥検査用マスクが製造される。
この実施の形態においては、形成された最小の異物欠陥は、約４３nm、高さ約３５nmであった。
【００２３】
次に、以上のように製造された欠陥検査用マスク１００を用いて、欠陥検出感度を評価する場合について説明する。
欠陥検査用マスク１００の、パターン欠陥であるレジストパターン８のサイズと、高さとを、それぞれ、走査型電子顕微鏡と、触針式表面粗さ計などで計測する。あるいは、実際に、ウェーハ上に、露光転写や、露光シミュレーション顕微鏡などで、ウェーハ上に欠陥として転写される異物のサイズ、高さ、位置等を確認する。
【００２４】
このようにして得られた実際のマスクに形成されたパターンの画像情報と、基本パターン設計の設計データに基づく参照画像とを比較する。この比較の結果、欠陥として検出された部分の位置、サイズ等を記録する。ここで、実際の欠陥検査用マスク１００から、パターン欠陥として検出、記録できた部分のレジストパターン８のサイズから、最小欠陥検出サイズを算出する。これによって、欠陥検出感度を検査することができる。
【００２５】
以上説明したように、この方法によれば、異物欠陥として含ませたレジストパターン８の位置やサイズを、異物欠陥の設計データから、予め正確に特定することができる。従って、検出感度の評価を正確に、かつ、容易に行うことができる。
【００２６】
なお、この実施の形態においては、透明ガラス基板２上に、クロム遮光膜を形成する場合について説明した。しかし、この発明においては、このような材料に限るものではなく、基板上を、光透過部と、遮光部とを区分けできるものであれば、他の材料を用いるたものであってもよい。
【００２７】
また、この実施の形態においては、ネガ型の電子線レジスト１０を用いてパターン欠陥を形成する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではない。例えば、ポジ型の電子線レジストや、あるいは、フォトレジスト等他のレジストであってもよい。このようなレジストの選択は、レジストのパターニングを行う際に用いる装置等を考慮して決定するものであれば良い。
【００２８】
この発明においては、その他の部分の構造、材料等も、この実施の形態において説明した構造、材料等に限られるものではない。これらは、この発明の範囲内で適宜選択しうるものである。
【００２９】
なお、例えば、この実施の形態における、クロム遮光膜４と、光透過部分６と、からなる基本パターンは、この発明の基本パターンに該当し、レジストパターン８は、パターン欠陥に該当する。また、この実施の形態において、ステップＳ２を実行することにより基本パターン形成工程が実行され、ステップＳ４を実行することにより、レジスト塗布工程が実行され、ステップＳ６〜Ｓ１２を実行することにより、欠陥パターン形成工程が実行される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施の形態における欠陥検査用マスクを説明するための模式図である。
【図２】この発明の実施の形態における欠陥検査用マスクを説明するための模式図である。
【図３】この発明の実施の形態における欠陥検査用マスクの製造方法を説明するためのフロー図である。
【図４】この発明の実施の形態における欠陥検査用マスクの製造過程における状態を説明するための断面模式図である。
【図５】この発明の実施の形態における欠陥検査用マスクの製造過程における状態を説明するための断面模式図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００  欠陥検査用マスク
２  透明ガラス基板
４  クロム遮光膜
６  光透過部分
８  レジストパターン
１０  電子線レジスト
【図１】
2005121788.tif 000003
【図２】
2005121788.tif 000004
【図３】
2005121788.tif 000005
【図４】
2005121788.tif 000006
【図５】
2005121788.tif 000007